Este es difícil de responder. Trataré de cubrir lo básico. Un análisis profundo sería mucho más extenso.
Primero, el 4004 era un procesador de 4 bits. Significa que solo pudo procesar 4 bits de datos por instrucción. Se pueden usar 4 bits para representar solo 16 números (0 a 15). En segundo lugar, el 4004 tenía un reloj realmente lento, menos de 1 MHz. Para completar una instrucción necesita 8 o 16 ciclos de reloj. Por lo tanto, su rendimiento máximo fue inferior a 100.000 instrucciones por segundo.
Los procesadores actuales tienen frecuencias de reloj mucho más altas, alrededor de 3 o 4 GHz. Sin embargo, la frecuencia del reloj no es la única diferencia. Los procesadores de hoy son generalmente de 64 bits de ancho. Significa que una sola instrucción puede procesar un número de 64 bits. 64 bits pueden representar una amplia variedad de datos. Hablando de números enteros, puede representar de 0 a 18,446,744,073,709,551,615 (~ 18.44 quintillones). También puede representar números de coma flotante con un rango más amplio que los enteros. Los procesadores de hoy tienen muchas instrucciones diferentes, como instrucciones para procesar datos vectoriales, números de punto flotante, entre muchos otros. Además de poder procesar más datos por instrucción, puede procesar muchas instrucciones simultáneamente (canalización). Finalmente, un procesador de hoy también tiene muchos núcleos (procesadores individuales) en el mismo paquete y cada procesador admite 1 o 2 subprocesos de ejecución (como 2 procesadores virtuales).
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No voy a saltar a las matemáticas. En cambio, eche un vistazo a esta lista de wikipedia. Instrucciones por segundo. El 4004 tiene una capacidad de 0.092 MIPS (millones de instrucciones por segundo) mientras que un procesador Haswell (Intel Core i7 4770k) tiene una capacidad de cientos de MIPS por segundo. Recuerde, la calificación solo se refiere al número de instrucciones. Considere que una sola instrucción de los procesadores de hoy es mucho más poderosa que una instrucción 4004.
Espero que esto ayude a comprender que, si bien los procesadores de hoy en día son mucho más potentes, es realmente difícil compararlos con los procesadores antiguos.
